docs(mvp): 添加知识库检索架构和使用文档

新增文档:
- mvp/architecture/knowledge-retrieval-architecture.md
  * 架构位置和数据流说明
  * L0+L1 混合检索流程图
  * 核心组件详细设计
  * 与现有架构的集成方式
  * 性能指标和可观测性

- mvp/architecture/knowledge-retrieval-usage.md
  * 快速开始指南
  * 文档格式要求和最佳实践
  * 使用场景和示例
  * 故障排查和性能优化
  * 维护知识库的完整流程

更新文档:
- mvp/README.md - 添加知识库检索文档入口

完善 MVP 架构文档,为后续开发和维护提供完整参考
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zhuyongxin
2026-06-24 16:26:15 +08:00
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# 知识库检索架构说明
## 一、架构位置
知识库检索是 Agent 工具层的一部分,为所有 Agent 提供知识查询能力。
```
Agent 层
├── Supervisor Agent
├── Planner Agent
├── SubAgents (ExternalApi, InternalError, Database...)
└── Verifier Agent
↓ 调用
工具层 (Tools)
├── searchDoc (文档检索 - L1 向量检索)
├── lookup_knowledge (混合检索 - L0+L1) ← 新增
├── queryLogs (日志查询)
├── queryTrace (链路追踪)
└── queryOrder (订单查询)
↓ 依赖
服务层 (Services)
├── VectorSearchService (L1 语义检索 - Milvus)
├── KnowledgeIndexService (L0 精确匹配 - 内存) ← 新增
├── FrontmatterParser (元数据解析) ← 新增
└── DocumentManagementService (文档管理)
↓ 持久化
数据层
├── MySQL (api_document + metadata 字段) ← 增强
├── Milvus (向量索引)
└── Local Files (knowledge_base/) ← 新增
```
---
## 二、L0+L1 混合检索架构
### 2.1 检索流程
```
Agent 调用 lookup_knowledge(query)
↓
┌─────────────────────────────────────────┐
│ LookupKnowledgeTool │
│ (工具入口) │
└────────────┬────────────────────────────┘
│
↓
┌────────────────┐
│ Step 1: L0 精确匹配 │ < 10ms
│ (内存索引) │
└────────┬───────────┘
│
┌───────┴────────┐
│ │
唯一匹配 多个/零个匹配
│ │
↓ ↓
高置信度 低置信度
(不调用L1) (调用L1补充)
│ │
│ ┌──────────────────┐
│ │ Step 2: L1 语义检索 │ 200-500ms
│ │ (Milvus) │
│ └──────────┬─────────┘
│ │
└────────┬───────────┘
↓
┌─────────────────────┐
│ Step 3: 组装结果 │
│ primary + supplement │
└─────────────────────┘
↓
返回给 Agent
```
### 2.2 数据流
```
文档上传流程:
POST /api/documents/upload
↓
DocumentManagementService.uploadDocument()
↓
1. 文本提取
2. 保存原始文件 → knowledge_base/{category}/{filename}
3. 解析 frontmatter (FrontmatterParser)
4. 分块 → 向量化 → Milvus 索引 (L1)
5. 元数据存 MySQL (metadata 字段 JSON)
6. 更新 L0 内存索引 (KnowledgeIndexService)
↓
完成
文档查询流程:
Agent 调用 lookup_knowledge("ERR_TIMEOUT")
↓
KnowledgeIndexService.exactMatch()
↓
遍历内存索引 (keywords 精确匹配)
↓
找到唯一匹配 → 读取本地文件 (前 2000 字符)
↓
返回 primary (高置信度)
```
---
## 三、核心组件说明
### 3.1 FrontmatterParser
**职责**:解析 Markdown 文件头的 YAML frontmatter
**输入**:
```markdown
---
title: 支付网关错误码定义
keywords: [ERR_TIMEOUT, 超时, 支付网关]
summary: 记录了支付网关所有核心错误码的含义及排查方向
category: api
---
# 正文内容
```
**输出**:
```java
Frontmatter {
title: "支付网关错误码定义",
keywords: ["ERR_TIMEOUT", "超时", "支付网关"],
summary: "...",
category: "api"
}
```
### 3.2 KnowledgeIndexService
**职责**:维护 L0 内存索引,提供精确关键词匹配
**核心方法**:
- `@PostConstruct loadIndex()` - 启动时扫描 knowledge_base/
- `exactMatch(String query)` - 精确匹配(不区分大小写)
- `readDocument(String filePath, int maxChars)` - 读取文档内容
- `addToIndex(KnowledgeEntry entry)` - 添加到索引
- `removeFromIndex(String filePath)` - 从索引移除
**数据结构**:
```java
List<KnowledgeEntry> knowledgeIndex = new CopyOnWriteArrayList<>();
KnowledgeEntry {
filePath: "knowledge_base/api/payment-errors.md",
title: "支付网关错误码定义",
keywords: ["ERR_TIMEOUT", "超时", "支付网关"],
summary: "...",
category: "api"
}
```
### 3.3 LookupKnowledgeTool
**职责**:L0+L1 混合检索工具,Agent 可调用
**工具定义**:
```java
@Tool(description = "查询知识库文档。优先精确匹配关键词,未命中或多个匹配时自动补充语义相关片段。" +
"参数 query: 查询关键词,例如 'ERR_TIMEOUT'、'支付网关超时'")
public LookupResult lookupKnowledge(String query)
```
**返回格式**:
```json
{
"found": true,
"primary": {
"content": "文档内容(前 2000 字符)",
"source": "knowledge_base/api/payment-errors.md",
"matchType": "exact_L0",
"confidence": "high"
},
"supplement": {
"content": "语义相关片段(L1)",
"source": "metadata",
"matchType": "semantic_L1"
}
}
```
---
## 四、与现有架构的集成
### 4.1 Agent 使用场景
**ExternalApiSubAgent** (接口专家):
```
诊断步骤:
1. 提取错误码(如 "ERR_TIMEOUT")
2. 调用 lookup_knowledge("ERR_TIMEOUT")
3. 获得完整错误码定义和排查方向
4. 结合日志/链路追踪进行分析
```
**DatabaseSubAgent** (数据库专家):
```
诊断步骤:
1. 识别数据库问题(如 "连接池满")
2. 调用 lookup_knowledge("HikariCP")
3. 获得连接池配置最佳实践
4. 提供优化建议
```
**Planner Agent** (规划者):
```
规划阶段:
1. 分析问题类型
2. 调用 lookup_knowledge("故障诊断")
3. 获得标准诊断流程
4. 制定排查策略
```
### 4.2 与现有工具对比
| 工具 | 检索方式 | 响应时间 | 适用场景 | 置信度 |
|------|---------|---------|---------|--------|
| searchDoc | L1 语义检索 | 200-500ms | 模糊查询、语义理解 | 依赖相似度 |
| lookup_knowledge | L0+L1 混合 | < 10ms (高置信) | 精确关键词 + 语义补充 | high/low |
**推荐使用策略**:
- 已知精确关键词(错误码、配置项)→ `lookup_knowledge`
- 模糊描述、需要语义理解 → `searchDoc`
---
## 五、数据库变更
### 5.1 api_document 表增强
**新增字段**:
```sql
ALTER TABLE api_document
ADD COLUMN metadata TEXT COMMENT 'Frontmatter 元数据 (JSON)';
```
**字段说明**:
- 类型:TEXT(最大 64KB)
- 格式:JSON 字符串
- 内容:frontmatter 解析结果
**示例数据**:
```json
{
"title": "支付网关错误码定义",
"keywords": ["ERR_TIMEOUT", "超时", "支付网关"],
"summary": "记录了支付网关所有核心错误码的含义及排查方向",
"category": "api",
"version": "1.0",
"author": "zhangsan"
}
```
### 5.2 filePath 字段用途变更
**原用途**:存储相对路径或 URL
**新用途**:存储本地文件绝对路径
```
knowledge_base/api/payment-errors.md
knowledge_base/infrastructure/redis-config.md
```
**用途**:
1. L0 索引读取完整文档
2. 支持未来的章节锚点功能
---
## 六、配置说明
### 6.1 application.yml 新增配置
```yaml
knowledge:
base-path: knowledge_base/
```
**说明**:
- 相对于项目根目录
- 启动时递归扫描此目录
- 建议按 category 组织子目录
### 6.2 目录结构规范
```
knowledge_base/
├── api/ # API 相关文档
│ └── payment-errors.md
├── infrastructure/ # 基础设施配置
│ ├── redis-config.md
│ ├── mysql-connection-pool.md
│ └── flyway-best-practices.md
├── domain/ # 领域知识
│ └── spring-ai-tool-best-practices.md
└── troubleshooting/ # 故障排查
└── fault-diagnosis-process.md
```
---
## 七、性能指标
### 7.1 查询性能
| 场景 | L0 耗时 | L1 耗时 | 总耗时 |
|------|---------|---------|--------|
| 唯一匹配(高置信) | < 5ms | 0 (不调用) | < 10ms |
| 多个匹配(低置信) | < 5ms | 200-500ms | < 500ms |
| 未匹配(仅L1) | < 5ms | 200-500ms | < 500ms |
### 7.2 索引性能
| 指标 | 实测值 | 目标值 |
|------|--------|--------|
| 启动扫描时间 | < 20ms (6 个文档) | < 1s (500 个文档) |
| 内存占用 | < 1MB (6 个文档) | < 5MB (500 个文档) |
| L0 匹配时间 | < 5ms | < 10ms |
---
## 八、可观测性
### 8.1 日志追踪
所有查询都带 requestId(8 位 UUID),可追踪完整流程:
```
[a1b2c3d4] 收到知识库查询请求: query=ERR_TIMEOUT
[a1b2c3d4] L0精确匹配完成: matches=1, time=2ms
[a1b2c3d4] 置信度判断: highConfidence=true, reason=唯一匹配
[a1b2c3d4] L0唯一匹配,跳过L1检索
[a1b2c3d4] 查询完成: found=true, confidence=high, totalTime=5ms
```
### 8.2 关键指标
**监控指标**:
- L0 查询耗时(P50/P95/P99)
- L1 调用频率(低置信度比例)
- 查询总耗时(端到端)
- 高置信度命中率
**告警阈值**:
- 查询总耗时 > 2s
- L0 索引加载失败
- 高置信度命中率 < 20%
---
## 九、限制与注意事项
### 9.1 MVP 阶段限制
1. **L0 索引无持久化**
- 应用重启需要重新扫描
- 缓解:启动扫描通常 < 1s
2. **章节锚点未实现**
- sectionTitle 参数预留
- availableSections 返回 null
3. **批量导入不支持**
- 当前仅支持单文件上传
### 9.2 最佳实践
1. **编写高质量 frontmatter**
- keywords 精准且全面
- 避免关键词重复(导致多匹配)
2. **知识库目录组织**
- 按 category 分类
- 文件命名语义化
3. **监控告警配置**
- 慢查询告警
- L0 索引加载失败告警
---
## 十、后续增强方向(Phase 2)
1. **章节锚点**
- 支持 sectionTitle 参数
- 直接定位到文档特定章节
2. **L0 索引持久化**
- 序列化到文件
- 避免重启扫描
3. **批量导入工具**
- 支持目录批量导入
- 进度监控
4. **知识库管理 API**
- CRUD 接口
- 在线编辑
5. **向量化元数据**
- title/summary 也参与 L1 检索
- 提升语义检索准确度